窄轨电机车架空线路口自动对接系统的设计与应用

戴光绪　李永新　王延明　王文民

(赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司)



窄轨电机车架空线路口自动对接系统的设计与应用

戴光绪李永新王延明王文民

(赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司)

摘要某金属矿山采用窄轨电机车牵引转运矿石，在运输过程中，窄轨铁道常与地面供行人、车辆使用的道路相交叉，由于架空线与地面轨道之间的距离较小，影响了行人、车辆的正常通过。为确保电机车方便、连贯地通过窄轨铁路与道路平面的交叉路口，对架空线进行了改造设计，设计中运用了物理传动和自动控制原理，采用电动绞车解决了电机车架线自动升降的问题，设计了一种窄轨电机车架空线路口自动对接系统，成效显著，可供类似矿山参考。

关键词窄轨电机车架空线自动升降物理传动自动控制电动绞车

某金属矿山采用竖井+平巷联合开拓方式，井口标高+1 081 m，地处高寒地区，生产规模99万t/a，矿石由主井采用箕斗提升至地表矿仓，副井供材料运输、提升人员和提升废石，废石通过副井提升至地表井口，从井口至废石场用架线式窄轨电机车牵引运输。窄轨轨道线路横穿矿区主要地表运输道路，阻断了车辆和人员的顺利通过，对井下生产产生了一定程度的影响，有必要加以解决。

1问题分析

电机车牵引网络由馈电线、架空线、轨道、回流线、分区开关、分段绝缘等组成，其中，架空线的作用是将牵引变流所中的直流电源引出，为电机车提供电源。一般情况下，电机车架空线悬挂方式有硬性悬挂、弹性悬挂、链形悬挂等3类。《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423—2006)对地面窄轨电机车架线的悬吊高度进行了规定：井下调车场、架线式电机车道与人行道交叉点线路电压低于500 V时，不低于2.0 m；线路电压高于500 V时，不低于2.2 m[1]。在地面或工业场地内超高货车经常通过的道路交叉口，其架线设置不宜采取常用的悬挂方式和悬挂高度，否则车辆无法安全通过。改造之前的道口未设置架空线，道路两侧架空线为固定悬挂式，两侧架空线通过地面线缆接通同一个电源。汽车和人员通过道口时可正常通行，但电机车通过道口时仅能在断电状态下依靠惯性滑行横穿，由于电机车滑行惯性不足，人员下车后手拿自制的“赶马鞭子”接触带电的滑触线，使电机车受电后通行，存在触电的危险。由于在路口间断性停留，无人调度指挥，电机车与通行的车辆和人员存在发生碰撞和挤压的安全隐患[2]。

2窄轨电机车架空线路口自动对接系统

窄轨电机车架空线路口自动对接系统(图1)包括设置于道路左右两侧的架空线，设置于道路左右两侧2个底部支撑架，分别固定连接于左右2个支撑架上端的左右2个立柱，固定连接于2个立柱顶端间的横梁，设置于1个底部支撑架上的绞车及用于控制整个系统运行的电控箱，横梁下端固定连接有2个分过线轮，横梁下方设置有横杆，立柱上设置有总过线轮，绞车的2根绞线经过总过线轮后分别经过2个分过线轮与横杆的左半部分和右半部分固定连接，横杆的下端固定连接有对接架空线，横杆的1个端部设置有磁块，横杆上到位位置和下到位位置分别设置有上磁性限位开关和下磁性限位开关，道路左右两侧的架空线分别延伸至左右2个底部支撑架下端，道路左右两侧的架空线向对接架空线的下方边缘引出搭接头，绞车、上磁性限位开关及下磁性限位开关均与电控箱电连接，道路左右两侧架空线的旁侧对应于电机车的受电弓分别设置有左到位接触开关和右到位接触开关，两者均与电控箱连接。

系统工作时，电机车在通过路口之前，其受电弓碰触左到位接触开关或右到位接触开关，使电控柜控制绞车放线，使对接架空线下降，与搭接头触接，从而使电机车通过路口。电机车通过路口后，受电弓触碰右到位接触开关或左到位接触开关，使电控柜控制绞车收线，使对接架空线上升，以便行人、车辆正常通过，也可通过作业人员操作控制按钮控制对接架空线的升降。该系统通过磁块与上磁性限位开关、下磁性限位开关的配合实现对接架空线升降为实现交通安全管制，避免发生车辆伤害事故，按照“红灯停、绿灯行”的原则，安装了智能交通指示灯，包括红绿灯、直流变换器及继电器。红绿灯通过安装架安装于1个立柱上，直流变换器的输入端通过电缆与架空线连接，直流变换器的输出端通过电缆与继电器的线圈接口连接构成控制回路，红绿灯的红灯一端和绿灯一端分别通过电缆与继电器的常开触点和常闭触点连接，红灯另一端和绿灯另一端通过电缆与电源的1个电级连接，电源的另1个电极通过电缆与继电器的动触头连接[4]。当架空线带电后，继电器的线圈通电，动触头与常开触点接触，绿灯灭、红灯亮，警示行人及车辆禁止通行，确保电机车安全通过路口。

图1　窄轨电机车架空线路口自动对接系统结构

3结语

以某金属矿山为例，设计了一种窄轨电机车架空线路口自动对接系统，实现了在窄轨铁道与地面供行人、车辆使用的道路交叉口自动升降架空线，既节约了通行时间，又不影响地面窄轨运输系统的正常运转，实用性较强，有一定的推广价值。

参考文献

[1]中华人民共和国国家安全生产监督管理总局.GB 16423—2006金属非金属矿山安全规程[S].北京：中国标准出版社，2006.

[2]严万生.矿山固定机械手册[M].北京：煤炭工业出版社，1986.

[3]孙玉蓉.矿井提升设备[M].北京：煤炭工业出版社，1995.

[4]谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.

(收稿日期2015-11-01)

戴光绪(1977—)，男，注册安全工程师，025450 内蒙古自治区赤峰市巴林左旗。